Соколик Наталья Валентиновна – инженер по специальности "Сети связи и системы коммутации" (2001, Новочеркасский военный институт связи), начальник отдела войсковой части 55060, соискатель ученой степени кандидата технических наук в военном учебно-научного центре "Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина" (кафедра боевого применения средств РЭБ (с воздушнокосмическими системами управления и наводящимся оружием)). Автор 29 научных работ. Сфера научных интересов – радиолокационные системы, радиоэлектронные системы, обработка сигналов.
Natal’ya V. Sokolik – Dipl.-engineering on communication networks and switching systems (2001, Novocherkassk Military Communications Institute), Chief of the Department of the Military Unit 55060. Applicant for the Degree of Cand. Sci. in Military Educational and Scientific Center of the Air Force "N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin Air Force Academy" (the Departament of Сombat Use of Electronic Warfare Systems (with Aerospace Control Systems and Guided Weapons)). The author of 29 scientific publications. Area of expertise: radar systems; radioelectronic systems; signal processing.
Введение. Аппаратную основу современных систем помощи водителю (ADAS) обычно составляют радиолокационные станции миллиметрового диапазона, характеризующиеся относительно небольшой дальностью действия (единицы-десятки метров). В то же время повышение безопасности движения требует ее увеличения как минимум до нескольких сотен, и одним из путей достижения таких значений является увеличение длины волны зондирующего сигнала, например, переход в сантиметровый диапазон длин волн. В работе приведено подробное описание основных этапов работы алгоритма обработки сигнала в макете маломощной РЛС системы ADAS сантиметрового диапазона, обеспечивающего определение скорости движения и дальности быстродвижущихся объектов.
Цель работы. Разработка алгоритма оценки дальности и скорости движения целей в РЛС с широкополосным непрерывным линейно-частотно-модулированным (ЛЧМ) сигналом на базе автокорреляционной схемы в интересах повышения скорости формирования оценок для системы ADAS.
Материалы и методы. Предлагаемый алгоритм базируется на методах первичной и вторичной цифровой обработки радиолокационных сигналов. Для проведения практических исследований использовался макет РЛС сантиметрового диапазона, собранной по автокорреляционной схеме, с широкополосным непрерывным ЛЧМ зондирующим сигналом. Для обработки зарегистрированной выборки отсчетов принятого сигнала применялась среда MatLab.
Результаты. Разработан алгоритм, обеспечивающий определение скорости и дальности быстродвижущихся объектов в условиях, когда их перемещение за интервал оценивания существенно превышает разрешение РЛС по дальности. Использование упрощенной калмановской фильтрации для межпериодной вторичной обработки сигнала позволило существенно повысить устойчивость работы алгоритма. В ходе натурного эксперимента с использованием макета маломощной РЛС с непрерывным излучением сантиметрового диапазона показано, что устойчивая оценка скорости движения и дальности реального автомобиля обеспечивается на расстоянии как минимум порядка одного километра.
Заключение. Результаты проведенного натурного эксперимента позволили сделать вывод о высокой робастности предложенного алгоритма даже при отсутствии межпериодной вторичной обработки. Ее использование позволяет еще больше повысить устойчивость работы алгоритма при практически полном отсутствии дополнительных вычислительных затрат, так как близкий к линейному характер динамики объекта наблюдения и автомобиля-носителя РЛС позволяет полагать достаточным использование упрощенной реализации фильтра Калмана в форме α-β-алгоритма.
Introduction. A hardware basis of modern Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) consists of millimeterrange radars, characterized by a relatively short range (meters – tens of meters). At the same time, improving of traffic safety requires to increase the range at least to several hundred meters. The one way to achieve such values is to increase wavelength of a probing signal, to use the centimeter range of wavelengths, for example. The paper represents a detailed description of main steps of signal processing algorithm in the model of the ADAS low-power centimeter range radar, which provides fast-moving objects speed and range definition.
Aim. Development of an algorithm for estimating the range and the speed of targets by an autocorrelation radar with a wide-band continuous linear frequency modulation (linear FM) signal in order to increase the rate of the ADAS system estimates formation.
Materials and methods. The proposed algorithm is based on the methods of primary and secondary digital processing of radar signals. The model of a centimeter-range autocorrelation radar with a broadband continuous linear FM probing signal was used for practical researches. MATLAB software was used to process the received signal samples.
Results. The algorithm has been developed to determine the speed and the range of fast-moving objects in conditions when their movement during the evaluation interval significantly exceeds the radar range resolution. The use of simplified Kalman filtering for inter-period secondary signal processing allowed to increase significantly the stability of the algorithm. In a full-scale experiment using the low-power radar model with continuous radiation of the centimeter range, it was shown that a stable assessment of a real car speed and range was provided at a distance of at least about one kilometer.
Conclusion. The results of the field experiment make it possible to draw conclusions that the proposed algorithm is highly robust even in the absence of inter-period secondary processing. Its usage allows one to improve the stability of the algorithm without considerable additional computational costs. It is possible because near-linear dynamics of the observation object and of the radar carrier makes it sufficient to use a simplified implementation of Kalman filter in the form α-β-algorithm.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.